Titel: Neuerungen in der Eisengiesserei.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1896, Band 302 (S. 150–157)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj302/ar302030

Neuerungen in der Eisengiesserei.

Mit Abbildungen.

I. Schmelzöfen.

a) Cupolöfen.

Ueber Cupolofenbetrieb und Cupolofenfutter hielt Bolze im Mannheimer Bezirksverein deutscher Ingenieure einen bemerkenswerthen Vortrag, aus dem wir wegen seiner vielen praktischen Fingerzeige auszüglich Folgendes wiedergeben: Das Roheisen für die Eisengiesserei wird entweder im Tiegel, oder im Herdflammofen, oder auch im Cupolofen umgeschmolzen. In Tiegeln schmilzt man nur geringe Mengen Eisen für kleine Gusswaaren, man macht auch in Giessereien, welche nicht täglich schmelzen, mitunter einmal im Tiegel eine Schmelzung an Tagen, wo der Cupolofen nicht angezündet werden kann. Die Herdflammöfen dagegen dienen wesentlich zur Umschmelzung grosser Gussbrocken, welche sich für die Cupolofenschmelze nicht genügend zerkleinern lassen. Mit Vortheil werden diese Oefen dann angewendet, wenn es sich um Gussstücke von hoher Zähigkeit handelt, weil bei diesem Schmelzverfahren das Eisen stark entkohlt und gereinigt wird und dadurch in seiner Zusammensetzung sich dem Stahl nähert. Das Verfahren ist aber theuer, und wer Erfahrung im Zusammenstellen von Eisengattirungen hat, kann dasselbe Ziel auch im Cupolofen erreichen. Referent hat auf beide Arten Zugfestigkeiten bis zu 25 k/qmm erreicht.

Der allgemein verwendete Schmelzofen für Roheisen ist der Cupolofen, in dessen Schacht abwechselnde Schichten Koks und Eisen aufgegeben und niedergeschmolzen werden.

Der Vortragende erläutert an Hand von Zeichnungen einen mehrfach von ihm angewandten Ofen von 600 mm Schachtweite mit zwei einander gegenüberstehenden, schräg geführten Düsen. Der Boden ist durch eine Klappe verschlossen. Unmittelbar über der Herdsohle befindet sich das Abstichloch für Eisen, ihm gegenüber etwas höher gelegen das Abstichloch für Schlacke. Der Schacht hat zwischen Abstich und Gicht eine Höhe von 5 m.

Die in älteren Constructionen beliebte Abweichung von der cylindrischen Form des Ofenschachtes ist wohl allgemein verlassen; die im Gebrauch befindlichen Oefen unterscheiden sich im Wesentlichen nur durch die Art der Windeinführung, wobei man von dem Bestreben ausgeht, den Koksverbrauch thunlichst einzuschränken, als ob das Heil der Giesserei lediglich hiervon abhinge. Gemeinsam ist ferner den neueren Constructionen das Bestreben, aus diesem einfachen Schmelzofen einen möglichst complicirten zu machen.

Eine wichtige Abweichung von der einfachen Form bietet der bekannte Krigar-Ofen (1889 274 * 164. * 221), der zwischen Ofen und Abstich einen Vorherd besitzt, welcher es ermöglicht, eine grössere Menge geschmolzenen Eisens in dem Ofen zu sammeln und warm zu halten, was für grössere Gusstücke von Werth ist. Bei Oefen, welche mehr als 3000 k in der Stunde schmelzen, wird der Vorherd stets von Nutzen sein, auch wenn grössere Stücke nicht zu giessen sind, weil das Abstechen in grösserer Ruhe erfolgen kann. Bei Oefen von weniger als 3000 k stündlicher Schmelzung, und wenn es sich um kleinere Stücke handelt, erscheint der Krigar-Ofen nicht praktisch, weil der erste Abstich immer etwas matt ist, also bei kleineren Gussgegenständen weggeschüttet werden muss.

Eine wesentliche Abweichung von der bekannten Ofenform ist ferner diejenige, bei welcher die Verbrennungsgase durch ein Dampfstrahlgebläse abgesogen werden (Herbertz-Ofen 1888 269 294. 1889 274 164. 529), und die Verbrennungsluft durch einen ringförmigen, rund um den Ofen geführten Schlitz in den Ofen eingesogen wird. Die Schmelzmenge ist in diesem Ofen bei 600 mm Schachtweite und darüber erheblich geringer als bei gepresstem Wind, so dass der Ofen bei Schmelzung von über 2500 k in der Stunde weniger vortheilhaft ist. Für kleinere Schmelzungen ist er indess vortheilhaft.

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Ueber den Betrieb des Ofens äussert sich der Vortragende wie folgt: Nachdem die Bodenklappe geschlossen und mit einer feuerfesten Bettung bedeckt ist, wird die seitliche Thür mit Koks lose zugesetzt- und der Ofen angezündet. Es ist nicht vortheilhaft, wenn der Füllkoks oder Anzündekoks zu knapp bemessen wird, da man bei genügendem Füllkoks von vornherein gutes Eisen erzielt und die ganze Schmelzung nach Wunsch verläuft. Für einen Ofen von 600 mm Schachtweite nehme man 250 bis 300 k, je nach Güte und Trockenheit des Koks.

Zur Bildung einer leichtflüssigen Schlacke aus dem am Eisen haftenden Sand und aus der Koksasche dient bekanntlich ein Kalkzuschlag, dessen Menge sich nach der Zusammensetzung des Kalkes und dem Aschengehalt des Koks richtet. Durchschnittlich wird eine Gewichtsmenge von 15 bis 20 Proc. von derjenigen des Koks richtig sein. Der Kalkzuschlag kommt auf jeden Kokssatz, also auch auf den Füllkoks. Liesse man ihn hier weg, so würde der erste Abstich in Folge der Aufnahme von Schwefel aus dem Koks unsauberes und hartes Eisen liefern. Zu viel Kalk schadet übrigens nicht, man muss nur die Schlacke öfter ablassen und die Düsen öfter putzen. Zu wenig Kalk macht sich durch erhöhten Schwefelgehalt des Eisens und dadurch unangenehm bemerkbar, dass die Schlacke zu dickflüssig ist, um durch das Schlackenloch abzulaufen.

Nachdem der Füllkoks gut durchgebrannt ist, wird die untere Ofenthür verschlossen und der Ofen mit abwechselnden Schichten von Eisen und Koks bis zur Gicht gefüllt. Hierauf wird der Wind angestellt, wobei das Abstichloch so lange offen bleibt, bis sich das erste flüssige Eisen zeigt.

Für einen guten Ofengang ist zunächst eine richtige Abmessung der Eisen- und Koksgichten von Wichtigkeit. Bei einem Ofen von 600 mm lichter Weite ist ein Satz von 200 k Eisen auf 15 k Koks am geeignetsten. Bei grösseren und kleineren Durchmessern bleiben diese Verhältnisszahlen nicht dieselben, und überhaupt sprechen bei der Abmessung die Güte und Trockenheit des Koks und mancher andere Umstand mit. Die hier angegebenen Zahlen haben also nur den Werth von Durchschnittsziffern.

Die Erfinder der neueren Ofenconstructionen rühmen diesen einen bedeutend geringeren Koksaufwand nach, und zwar soll sich der Verbrauch bis zu 4 Proc. des Eisensatzes verringern; dieses Ziel erreicht man meist durch Vorwärmung des Windes oder durch Anordnung mehrerer Düsenreihen oder durch beides. Durch Anordnung mehrerer Düsenreihen wird die Schmelzzone verbreitert, und durch Verbrennung der unten entwickelten Kohlenoxydgase der Brennstoff besser ausgenutzt. Wenn auch der Beweis, dass man mit dem angegebenen geringen Koksaufwand schmelzen kann, erbracht ist, so kann der Vortragende einen Nutzen darin nicht finden; sondern das Gegentheil.

Die Constructeure unterschätzen nämlich vielfach die schützende Wirkung des Koksüberschusses bei den chemischen Vorgängen im Cupolofen. Indem das Eisen niedergeht, wird es allmählich bis zum Schmelzpunkte erwärmt und bleibt als Eisentropfen den chemischen Einflüssen des aufsteigenden Luft- und Gasstromes ausgesetzt; der Sauerstoff verbindet sich mit den Bestandtheilen des Roheisens; Eisen, Mangan und Silicium verbrennen, und das Eisen verliert an Kohlenstoffgehalt. Bei zu geringem Kalkzuschlag reichert sich ausserdem der Schwefelgehalt des Eisens an. Das Eisen verliert also an Qualität und Quantität. Je kürzer der Weg des niedertropfenden Eisens ist, und je mehr Koks, Kohlensäure und Kohlenoxydgas zugegen sind, desto mehr wird der Eisentropfen vor den oxydirenden Wirkungen der Gebläseluft geschützt sein.

Der Vortragende hat, um diese Einwirkungen zu beurtheilen, einen Ofen abwechselnd mit einer und mit zwei Düsenreihen betrieben und bei Zusatz von 7,5 Proc. Koks gefunden, dass das Eisen bei zwei Düsenreihen – also breiterer Schmelzzone – härter war. Bei 5 Proc. Koks gab eine Düsenreihe mattes Eisen, während das von zwei Düsenreihen noch genügend warm war. Dagegen hatte die Qualität des Eisens sich wesentlich verschlechtert, und der Abbrand hatte um 1,5 Proc. zugenommen. Um also mit möglichst niedrigem Kokssatz schmelzen zu können, wird man ein wesentlich silicium- und kohlenstoffreicheres, also theureres Roheisen setzen müssen, und die Berechnung ergibt, dass man dann eine Summe spart, um sie doppelt wieder auszugeben. Es ist also unvortheilhaft, selbst von bestem Koks weniger als 7 Proc. des Eisengewichtes zuzusetzen.

Während des Schmelzens sollen die Düsen gut rein gehalten werden, da sie sich durch kalt geblasene Schlacken leicht verstopfen. Aus diesem Grunde wähle man wenige Düsen und diese entsprechend weiter; während für den Schmelzvorgang selbst eine grössere Anzahl kleinerer Düsen besser wäre. Ferner müssen die Düsen leicht zugänglich sein, damit die Schlacke sich leicht beseitigen lässt.

Die Schnelligkeit, mit der das Eisen niederschmilzt, ist wesentlich abhängig von der Höhe, Windpressung und der Windmenge und ist von grossem Einfluss auf die Betriebskosten; denn je kürzere Zeit die Schmelzung dauert, um so geringer werden die auf die Schmelzzeit entfallenden Tagelöhne. Die Schmelzung wird um so rascher vor sich gehen, je höher der Winddruck ist; natürlich ist aber auch die Höhe des Ofenschachtes danach zu bemessen. Der Vortragende arbeitet mit einem Winddruck von 50 bis 60 cm Wassersäule bei einer Ofenhöhe von 5 m zwischen Abstich und Gicht. Der Ofen von 600 mm 1. W. liefert hierbei gegen 2500 bis 3000 k Eisen in der Stunde. Ein Winddruckmesser sollte an keinem Ofen fehlen. Der geeignetste Bläser ist der Root'sche.

Die Menge von 3000 k in der Stunde ist ungefähr die grösste, welche ein Ofen liefern darf, wenn es sich um kleine Gusstücke handelt, die mit der Handpfanne abzugiessen sind; wird diese Menge wesentlich überschritten, so kann man das Eisen von Hand nicht mehr abtragen.

Wichtig für den Ofenbetrieb ist ferner die Aufrechterhaltung peinlicher Ordnung auf dem Setzboden. Der ganze Roheisensatz für eine Schmelzung ist in einzelnen genau abgewogenen Gichten auf dem Setzboden auszubreiten, so dass während der Schmelzung nur noch das Brucheisen und der Koks zu wägen sind. Leider sind die meisten Setzböden hierfür zu klein angelegt.

Ist die für die Tagesproduction erforderliche Eisenmenge gesetzt, so lässt man die Ofenfüllung etwa 2 m herabgehen und vermindert dann den Winddruck. Erscheint kein flüssiges Eisen mehr vor den Düsen, so wird der Wind abgestellt, das letzte Eisen und die Schlacke abgelassen und die Bodenklappe geöffnet, worauf die noch im Ofen befindliche Füllung herabfällt und abgelöscht wird.

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Die Bodenklappe, welche zuerst von Krigar angewendet wurde, ist bei jeder Ofenconstruction leicht anzubringen; sie dient nicht nur zur Entleerung des Ofens, sondern auch als Eingang für eine Ausbesserung des Futters.

Im Allgemeinen werden für das Futter keilförmige Chamottesteine verwendet, die sehr sauber zusammengepasst und fast ohne Fuge vermauert werden sollen. Solches Futter ist aber sowohl in der Herstellung wie in der Unterhaltung sehr kostspielig. Ein billiger Ersatz für dasselbe besteht aus einer Mischung von fettem Formsand und Quarzsand, mit welcher der Ofen ausgestampft wird, was ein sehr feuerbeständiges Futter gibt. Neuerdings empfiehlt man dafür kaolinhaltigen Thon. Man kann aber auch jedes andere feuerbeständige Material nehmen, nur darf es nicht zu fett sein, sonst reisst das Futter beim Trocknen. Das Ausstampfen geschieht in der Weise, dass man in das Innere des Ofens einen Blech- oder Holzcylinder von etwa 80 cm Höhe stellt und den Zwischenraum zwischen diesem und dem Ofenmantel mit der Masse ausstampft.

Textabbildung Bd. 302, S. 152

Ein solches Futter ist billig und haltbar. Weil aber das Material ziemlich mager sein muss, ist es auch mürbe und leidet oberhalb der Schmelzzone durch die scharfen Kanten des niedergehenden Eisens, sowie durch das Einwerfen der Masseln, so dass man doch gezwungen ist, oberhalb der Schmelzzone Chamottesteine zu nehmen; dadurch wird der Nutzen des Stampffutters sehr beeinträchtigt, denn von diesen Steinen bleibt wenig brauchbar, wenn das Futter erneuert werden muss. Der Vortragende hat nun hohle Radialsteine aus schwer schmelzbarem Eisen giessen lassen und mit ihnen das Futter oberhalb der Schmelzzone bis zur Gicht aufgemauert. Das Eisenfutter ist geradezu unverwüstlich. Wenn das Stampffutter soweit ausgebrannt ist, dass es ersetzt werden muss, so können die Eisensteine immer wieder gebraucht werden. Die geringe Abnutzung, welche die Steinköpfe zeigen, rührt nicht vom Abschmelzen, sondern von der Oxydation durch die vorbeistreichende Luft her. Dieser geringfügigen Abnutzung wirkt man dadurch entgegen, dass auf die Köpfe ein schwer schmelzbarer, aber fest haftender Emailgrund aufgebrannt wird, welcher das Eisen vor dem Verbrennen schützt. Das Futter ist billig und dabei sehr sauber, glatt und hart, so dass ein Aufhängen der Ofensätze gar nicht vorkommt. Der Wärmeisolirung wegen werden die hohlen Steine mit altem Formsand gefüllt.

Die Tragpfannen für flüssiges Eisen bestehen bekanntlich aus Schmiedeeisen und sind innen ausgeschmiert; zu diesem Zwecke wird vom Vortragenden eine Mischung von Lehm und Kieselguhr verwendet. Diese Futter halten besser, bleiben sauberer und können viel dünner gehalten werden als Lehmfutter, wegen der ausserordentlich geringen Wärmeleitungsfähigkeit der Kieselguhr.

Ueber einen von ihm construirten Cupolofen zur Erzeugung von Temperguss bezieh. schmiedbarem Guss hielt in der Generalversammlung des Vereins deutscher Eisengiessereien Ingenieur Rud. Hann in Wien einen Vortrag, in welchem nach der Eisenzeitung Folgendes ausgeführt wurde:

„Der von mir construirte Cupolofen soll hauptsächlich zur Erzeugung von Temperguss bez. schmiedbarem Guss dienen.

Da der Schmelzprocess bei Erzeugung von Temperguss ein anderer ist, als derjenige bei Grauguss, so soli sich auch die Construction des Ofens diesen Eigenthümlichkeiten anpassen.

Da zur Erzeugung des Tempergusses kohlenstoffärmeres Eisen, also eine Gattirung von grauen, weissen Flossen, Schmiedeeisen oder Stahl abfallen, in bestimmten wechselnden Procentsätzen verwendet wird, so ist in erster Linie eine erhöhte Temperatur im Sammelherd nöthig, um das Eisenbad in einem gewissen Grad von Dünnflüssigkeit zu erhalten. Ich glaube, dieses Ziel dadurch erreicht zu haben, dass ich die Gase im Schachte von oben nach unten ziehen lasse. Zu diesem Zweck sind die Düsen nach abwärts gerichtet. Die Gase durchstreichen den Vorherd und Vorwärmraum für Tiegel und entweichen dann in die Esse. Die heissen Gase umspülen fortwährend das Eisenbad und erhalten dasselbe in einer Art überhitzten Zustandes. Befördert wird diese Temperatursteigerung noch dadurch, dass, den geringeren Quantitäten an Schmelzgut entsprechend, auch der Ofen, mithin der Herd kleiner dimensionirt werden kann. Durch diese Art von überhitztem Zustand wird auch eine bessere Mischung der im specifischen Gewicht von einander verschiedenen weissen und grauen Flossen, sowie der Schmiedeeisen- oder Stahlabfälle erreicht.

Ferner ist es Thatsache, dass sich bei minder hoher Temperatur, daher auch nicht genügender Mischung in |153| einem Tempergusstück, gesondert Lagen von weissem und grauem Eisen erkennen lassen.

Wie die Zeichnung Fig. 1 bis 4 ergibt, ist die Anlage handlich. Reparaturen können leicht vorgenommen werden. Von Vortheil ist auch der Vor wärm räum. Der Vorherd bietet die Gelegenheit, dem Eisen Zusätze zu geben (Stahlabfälle), welche anders durch Berührung mit Koks nachtheilig beeinflusst werden könnten.

Da das flüssige Eisen nur kurze Zeit in Berührung mit dem Koks bleibt und erst im Herde durch die fortwährende Berührung mit dem heissen Gase den gewünschten Flüssigkeitsgrad erhält, so ist wenig Gelegenheit geboten, Bestandtheile, welche einen schädlichen Einfluss ausüben, sowie auch Kohlenstoff aufzunehmen, was der Natur der Sache nach für Erzeugung von Temperguss nur erwünscht sein kann, während kohlenstoffreicheres Eisen durch die mehr oder minder kräftige oxydirende Wirkung des Gasstromes an Kohlenstoff einbüsst.

Dadurch, glaube ich, wird ein Hauptübelstand vermieden, indem das Silicium, welches neben Mangan in erster Linie von der Oxydationswirkung getroffen wird, in geringen Quantitäten bei kohlenstoffreichem Eisen bezieh. dort, wo Gelegenheit geboten ist, Kohlenstoff aufzunehmen (z.B. bei Cupolöfen mit aufwärts schlagender Flamme), bei der Abkühlung des Gusstückes Graphitausscheidung bewirkt, und thatsächlich zeigt sich bei Temperguss im Gusstück ein schwarzer Kern, auch bei dünnen Querschnitten, wo also etwa die Wirkung von Graphitausscheidung durch langsames Abkühlen wegfällt.

Wie man sieht, spielt die oxydirende Wirkung des Gasstromes innerhalb gewisser Grenzen bei diesem Ofen eine Hauptrolle und ist diese Wirkung nur erwünscht, soweit in einem gewissen Grade Bestandtheile des Eisens, wie C, Si und Mn, oxydirt werden; von Phosphor und Schwefel ist hier nicht die Rede, da das Eisen für diese Zwecke überhaupt möglichst frei von letzteren Stoffen sein soll.

Dadurch, dass also durch die erhöhte Temperatur auch kohlenstoffärmeres Eisen in dem nothwendigen Grad von Dünnflüssigkeit erhalten werden kann, ferner sich die an Gewicht verschiedenen Eisensorten besser mischen, so wird sich ferner durch entsprechende Gattirung und geschickte Benutzung der oxydirenden Wirkung des Gasstromes ein gut schmiedbarer, auch schweissbarer Guss erzeugen lassen, mithin ein Qualitätsguss. Da bei Temperguss geringere Mengen an Schmelzgut in Betracht kommen, so eignet sich auch dafür der Ofen, denn es ist leicht einzusehen, dass bei fortschreitender Schmelze sich erstarrte Massen, wie Koksasche, Schlacke u.s.w., ansetzen; die Menge des Koks verringert sich und der Gasstrom wird kräftig oxydirend wirken. Doch, glaube ich, schreitet hier die Verringerung der Kokssäule langsamer vor sich als beim Ibrügger-Ofen (1889 274 164), indem es möglich ist, durch eine gegenüber dem Flammloche angebrachte Schüröffnung diese Rückstände in den Herd zu stossen und so ein Nachsinken frischen Brennmaterials zu ermöglichen.

Was den Brennstoffverbrauch anbelangt, so lässt sich dadurch, dass die Verbrennung durch die schief gerichteten Formen auf eine bestimmte Höhe begrenzt ist, erreichen, dass ein unnützes Erglühen und Verbrennen des Koks oberhalb der obersten Formen nur in geringem Maasse stattfindet. Ferner lässt sich dadurch, dass man durch Einblasen von heisser Luft in den Herd eine vollkommene Verbrennung herbeizuführen sucht, eine weitgehende Sparsamkeit erreichen.

Ausserdem werden die abziehenden Gase dazu verwendet, um die Ziegel bezieh. Pfannen, welche etwa 25 k fassen sollen, gut vorzuwärmen. Dadurch, dass dieser Vorwärmeraum unmittelbar unter dem Vorberde gelegen ist, wird auch die Hitze besser zusammengehalten.

Auf die zugeführte Windmenge wird ein Hauptaugenmerk zu richten sein. Man wird danach trachten müssen, jeden Luftüberschuss im Schachte zu vermeiden, während man das zur vollkommenen Verbrennung nöthige Luftquantum durch das in der Ofenmauerung eingebettete Rohr in den Herd einbläst.

Zum Schlusse will ich noch bemerken, dass der Ofen auch für Grauguss in geringeren Quantitäten ganz gut zu verwenden ist, indem er bei entsprechender Gattirung des Roheisens ein zähes Material liefern wird.“

An den seitens der Versammlung mit Beifall aufgenommenen Vortrag schloss sich eine längere Besprechung, indem bemerkt wurde, dass ein gleiches Resultat beim Ibrügger- bezieh. Krigar-Ofen erzielt werden könne. Die Schwierigkeit sei nur, die bestimmten Mengen Schmiedeeisen beizumischen, weil der Schacht fortwährend nachschmilzt. Man müsse daher viel leere Gichten machen, was theuer werde; dabei sei es unmöglich, Eisen von genau vorher bestimmter Zusammensetzung zu erzielen. Diese Schwierigkeit löse auch der Ofen des Vortragenden nicht.

Geh.-Rath Jüngst bemerkte, dass auf der Gleiwitzer Hütte ein kleiner Siemens-Martin-Ofen von nur etwa 30 Centner Fassung im Betrieb sei, der für viele Zwecke sehr gute Resultate ergäbe. Man erziele darin ein Eisen von gleichmässiger Beschaffenheit und könne den Anforderungen des Maschinenbaus für kleine Stücke voll genügen. Ein Ibrügger-Ofen von 700 mm Durchmesser liefere ebenfalls recht gute Resultate; man solle Oefen dieser Construction von grösserem Durchmesser nicht bauen, weil darin das Eisen kalt fliesse.

Cupolofen mit central eingeführtem Unterwind. An den gebräuchlichen Cupolöfen macht sich häufig der Uebelstand bemerkbar, dass der durch die Düsen zugeführte Wind sich bei seinem Eintritt in den Schacht ausbreitet und aufwärts steigt, ohne bis zur Ofenmitte vorzudringen. Um dies zu vermeiden, hatte schon im J. 1893 T. D. West vorgeschlagen, in der Mitte des Ofens ein durch den Boden hineinragendes Luftzuführungsrohr anzubringen.

In einem Vortrage vor der Western Foundrymens Association in Chicago hat nach der Eisenzeitung der Genannte vor Kurzem über seine Erfahrungen mit centraler Luftzuführung gesprochen. Zwei von ihm dargestellte Ausführungen zeigen Cupolöfen mit Bodenthüren. Während aber eine Construction für Oefen über 1,27 m Durchmesser ein feststehendes Rohr besitzt, wird bei der anderen, welche für kleinere Oefen angewendet werden soll, das Rohr, wenn die Thür geöffnet wird, ebenfalls herausgezogen. Zum Schutz der Rohröffnung dient eine Haube, die aus einem Gusskern mit einer Thonumhüllung besteht und von schmiedeeisernen Stäben getragen wird. Das Rohr selbst ist bei dem grösseren Ofen aus Gusseisen angefertigt und erhält von oben nach unten laufende Rippen; über diese werden schmiedeeiserne Ringe gezogen, welche den aufgetragenen Thon halten sollen. Rohr und Kappe sind vor |154| der Benutzung in einem Ofen zu trocknen. Bei dem kleineren Ofen ist das Rohr des geringeren Gewichtes wegen aus einem 6 mm starken Blech hergestellt.

Auf Grund seiner Erfahrungen bezeichnete der Vortragende als Vorzüge der Oefen mit centraler Luftzufuhr unter anderem geringeren Verbrauch an Brennstoff, geringeren Verschleiss der Ausfütterung des Ofens, schnellere Schmelzung, geringere Aufnahme von Schwefel in das Eisen.

Textabbildung Bd. 302, S. 154

Nach Stahl und Eisen, dem wir die Abbildung Fig. 5 entnehmen, soll der Ofen eine Koksersparniss von 20 bis 30 Proc. und eine bessere Erhaltung der Ausmauerung bewirken. Doch fügt genanntes Blatt folgende Bemerkung hinzu: „Wenn Jemand Lust haben sollte, diese innere Form anzuwenden, dann ist es räthlich, zuvor die Beschreibung derselben in Nr. 44 des American Machinist vom 2. November 1893 durchzulesen. Der Erfinder der vorbeschriebenen Einrichtung hielt diese für so wichtig, dass er die Herrlichkeit der Worlds Fair in Chicago durch einen sehr langen Vortrag auf dem Meeting der Western Foundrymens Association vergrösserte.“

Textabbildung Bd. 302, S. 154

Die Ergebnisse scheinen den Erfinder doch noch nicht vollständig befriedigt zu haben, denn er baute nachher einen Versuchsofen von 2,134 m äusserem und 1,676 m innerem Durchmesser (Fig. 6 bis 8). In den Schacht b ragen zwei sich gegenüberliegende Vorsprünge cd hinein, die sich bis auf 712 mm nähern. Im Vorsprunge d befindet sich eine Blasform von 76 mm lichtem Durchmesser, wogegen in c zwei Formen f und e sind. Erstere hat 76 mm, die andere 102 mm lichte Weite. Ausserdem sind noch vier flache Blasformen i angebracht. Die Unterkante der Oeffnung a befindet sich 3,2 m über dem Fussboden; h bezeichnet das Abstichloch, g den Schmelzraum. Bei monatelang fortgesetzter Arbeit wurde eine reichliche Schlackenbildung beobachtet, die sich stark aufblähte. An einem Tag wurden 40 t Roheisen beinahe ohne Zugabe von Abfalleisen mit 553 k Kalkzuschlag verschmolzen. Die aus dem Ofen abfliessende Schlackenmenge betrug 800 k. Die Analyse derselben ergab den Eisengehalt zu 3,34 Proc. Eisenkugeln und 17,25 Proc. Eisen in Gestalt von Oxyden. Dies macht einen Abgang von 157 k Eisen oder 0,39 Proc. vom Ganzen. An einem anderen Tage wurden 40 t Roheisen mit 40 k Kalkzuschlag auf je 3 t verschmolzen und das Gewicht der Schlacke zu 733 k ermittelt. Die Analyse ergab 2,70 Proc. Eisenkugeln und 15,69 Proc. reines Eisen, also einen Abbrand von 0,33 Proc. Solche Verluste sind jedoch als massig zu bezeichnen. Den Grund für die bedeutende Schlackenbildung und das starke Aufblähen glaubt West der oberen Blasform e zuschreiben zu müssen. In einer Versammlung von Fachleuten, welcher er seine Beobachtungen mittheilte, war man indessen der Ansicht, dass überschüssiger Wind und überhaupt zu starke Windpressung daran schuld sei. Man wies auf verschiedene Fälle hin, in welchen Cupolofen besser arbeiteten, sobald weniger Wind in dieselben eingeblasen wurde. Auch hielt man dafür, dass die eigenthümliche Schachtbildung nicht ohne Einfluss auf die Schlackenbildung sei.

Textabbildung Bd. 302, S. 154

Eine fernere Construction von West sei nach American Machinist durch vorstehende Skizze (Fig. 9) erläutert, die um so eher genügen mag, als besondere Betriebsergebnisse nicht mitgetheilt sind.

Einen ähnlichen Zweck verfolgt Hibler's Ofen (American Machinist vom 28. December 1893). Die Einführung der Gebläseluft erfolgt, wie Fig. 10 und 11 zeigen, mittels eines Gussrohres bab, welches mit feuerfestem Lehm bekleidet und an dem Ausströmungsende n mit einem Deckel geschlossen ist. Um die Ausströmung wirksam zu gestalten, sind Düsen ee ausgespart. Das Rohr ist an der ganzen Oberfläche mit Vorsprüngen versehen, die dem Lehmbeschlag einen festen Halt gewähren sollen.

Textabbildung Bd. 302, S. 154

Einen beweglichen Schmelz- oder Glühofen von M. A. E. Thivet-Hauctin in Saint-Denis, Frankreich (D. R. P. Nr. 73398 vom 21. Februar 1893), zeigt Fig. 12. In den gusseisernen Cylinder A wird einerseits fein vertheiltes Oel oder Gas durch Oeffnung B eingeblasen, andererseits durch eine Anzahl Oeffnungen c in der Kammer a erhitzte Luft eingeführt. Durch Kanal d tritt die Flamme in den Ofen D, steigt daselbst in die Höhe und hüllt hierbei den Schmelztiegel K ein. Mit Hilfe der |155| Welle H wird der Ofen so gedreht, dass das im Tiegel K geschmolzene Metall ausgegossen werden kann.

Textabbildung Bd. 302, S. 155

Der Kippgiessofen von Franz Xaver Dautzenberg jr. in Crefeld-Königshof (D. R. P. Nr. 76498 vom 30. Januar 1894) ist an wagerechten Zapfen c drehbar angehängt und besteht aus einem Eisenmantel a mit einer Auskleidung aus feuerfester Masse. Von dem mit einem Gehäuse verbundenen Windkasten d aus führen die schräg nach unten gerichteten Düsen f in das Innere des Ofens. Der Ausflusskanal mündet am Boden in den Ofen ein und ist in der feuerfesten Auskleidung oder auf ähnliche Weise hoch und nach aussen geführt, wo er in den Ausguss h endet.

Eine Verunreinigung des Metalls durch die auf dem Metall schwimmenden Schlacken ist hierbei ausgeschlossen.

Textabbildung Bd. 302, S. 155

An dem Schmelzofen von Albert Piat1) in Paris (D. R. P. Nr. 82693 vom 19. Februar 1895, Zusatz zum Patent Nr. 53943 vom 23. October 1889) ist an Stelle des Tiegels im Hauptpatent oben im unteren Ofentheile A ein Behälter B angebracht, der mit Ausgusschnabel C, Schlackenloch D und Windöffnungen E versehen ist. Derselbe ist unmittelbar unter dem Abflussloch O des Zwischenbodens L des den Aufsatz bildenden Cupolofens angeordnet, um aus diesem das Metall in den Behälter B einfliessen zu lassen. (Fig. 16.)

American Machinist vom 27. September 1894 gibt Abbildung (Fig. 17 bis 19) und Beschreibung eines Cupolofens, der stündlich 2500 k niederschmelzen soll, und der mit Ausschluss des Füllkoks für 100 k Einsatz nur 4,5 k Schmelzkoks erfordern soll. Die Windzuführung ist aus der Zeichnung ersichtlich. Man wird unschwer den Ofen von Greiner und Erpf wieder erkennen, der in unserem Fall bei H. Bollinckx in Brüssel im Betrieb steht. Bekanntlich werden die Oefen in der verschiedensten Grösse aufgeführt (vgl. 1889 274 164). Die Grösse des vorliegenden ergibt sich aus den der Zeichnung eingeschriebenen Maassen.

Textabbildung Bd. 302, S. 155

Unter Nr. 71825 vom 10. Februar 1893 ist Theodor Druzba in Ottensen-Altona ein Stichlochverschluss für Schmelzöfen geschützt.

Das Stichloch a liegt in einem feuerfesten Stein b, auf welchen ein mit Durchflussöffnung c versehener feuerfester Drehschieber d von der Feder e gedrückt wird. Durch Drehen des Schiebers d wird das Stichloch a geöffnet oder geschlossen.

Die Montage des Verschlusses erfolgt derart, dass die |156| stiftartig gestellte Drehachse des Deckelsteins b wagerecht zu liegen kommt. Das Abstichloch c befindet sich dann unten.

In Nachstehendem mögen einige Versuche erwähnt werden, welche dahin zielen, die Kohlung des Eisens zu bewirken und nach der beabsichtigten Qualität des Productes zu regeln.

Textabbildung Bd. 302, S. 156

In der Zeitschrift für angewandte Chemie, 1894 S. 357, wird über das D. R. P. Nr. 74819 vom 4. November 1890 von J. Meyer in Düdelingen (Luxemburg), betreffend die Kohlung des Eisens in der Giesspfanne durch Ziegel aus Kohle und Kalk, Nachstehendes mitgetheilt. Die aus Anthracit oder Koks mit gelöschtem Kalk hergestellte teigige Masse lässt man 12 bis 24 Stunden stehen, formt sie zu Ziegeln, welche an der Luft und dann im Trockenofen getrocknet werden. Zur Darstellung von Flusseisen mit 0,04 bis 0,10 Proc., sowie von mittelweichem und hartem Stahl mit 0,10 bis 0,40 Proc. Kohlenstoff werden diese Ziegel auf dem Boden der Giesspfanne vertheilt, dann wird das flüssige Metall in einem starken Strahl in die Giesspfanne eingelassen, während dieselbe hin und her bewegt wird. Zur Darstellung von härteren Stahlsorten mit über 0,40 Proc. Kohlenstoff werden die Ziegel dem Metall in der Giesspfanne zugesetzt, ein Theil vor dem Abgiessen des Metalles in die Pfanne, der Rest nach erfolgter Reaction dieses Theiles, wobei man die Menge des Kohlungsmittels derart bestimmt, dass dem entkohlten Metall so viel Kohlenstoff zugeführt wird, als dem zu erreichenden Härtegrad des herzustellenden Productes entspricht. Ist die Reaction, welche kaum 3 bis 5 Minuten dauert, in der Giesspfanne vollständig beendet, so wird das flüssige Metall in die Gussformen übergeführt, wobei der Guss ruhig und ohne Steigen vor sich geht, so dass vollständig gesunde Gussblöcke erzielt werden. Praktische Betriebsresultate ergaben, dass auf 1000 k Roheisen zur Erzeugung eines Flusseisens und eines Stahles mit einem Gehalt von:

Kohlenstoff Kohlenkalkziegel
Flusseisen 0,040
0,060
bis
0,060
0,100
Proc.
1,00
1,20
bis
1,20 k
2,00 k


Weiche und harte
Stahle
0,10
0,15
0,25
0,30
0,40
0,45
1,60






0,15
0,20
0,30
0,35
0,45
0,50
1,65






2,50
3,00
4,00
5,00
7,00
7,50
20,00






2,80 k
3,50 k
4,50 k
5,30 k
7,50 k
7,80 k
25,00 k

erforderlich sind. Bei diesem Verfahren, bei welchem sich durch mehrmaliges Probenehmen einer jeden einzelnen Charge vor dem Einführen des flüssigen Metalls in die Giesspfanne genau der erforderliche Zusatz an Kohlungsmaterial bestimmen lässt, wird so viel Wärme entwickelt, dass die Asche des Kohlungsmaterials in der Giesspfanne selbst zum Schmelzen kommt und der Kieselsäuregehalt dieser Asche mit dem Kalk, der als Bindemittel in dem Kohlungsmaterial vorhanden ist, sich verbinden kann, wodurch eine leichtflüssige Schlacke erzeugt wird, welche mit den im Bade noch etwa zurückbleibenden anderen Schlacken sich vereinigt, auf dem Metallbade sich rasch abscheidet und so schlackenreinigend wirkt. Dabei vermindert sich der Schwefelgehalt des affinirten Metalles durch die Kohlung wesentlich. Die nach diesem Verfahren herzustellenden Stahlsorten sind bis jetzt mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,040 bis 1,60 Proc. in einer im Voraus bestimmten Weise ohne jeglichen Zusatz von Ferromangan bezieh. Spiegeleisen hergestellt worden.

b) Flammöfen.

Die Flammöfen für den Giessereibetrieb. Wie zu Anfang erwähnt, bieten die Flammöfen gewisse Vortheile; dahin gehört in erster Reihe die Möglichkeit, grosse Stücke Brucheisen ohne Schwierigkeit herunterschmelzen zu können. Ferner ist man im Stande, grosse Quantitäten Eisen zu sammeln und warm zu halten. Der wichtigste Vortheil ist aber der, dass man das Schmelzgut genau beobachten und in jeder Beschaffenheit erhalten und vergiessen kann. Es wird daher der Flammofen immerhin noch seine Berechtigung behalten.

American Machinist tritt neuerdings wieder für Anwendung des Flammofens im Eisengiessereibetriebe ein, indem er auf die Reinheit und Gleichheit des Gefüges des Flammofenproductes hinweist. Allerdings sind die Betriebskosten wesentlich höher als die des Cupolofens, auch setzt die Construction und der Betrieb eines Flammofens grosse praktische Erfahrungen voraus. Ferner kann das Eisen der Reduction durch den Sauerstoff der Luft nicht entzogen werden und wird die Ausscheidung des Kohlenstoffs als Graphit gestört, was die Bildung eines weissen und harten Eisens begünstigt. Nichtsdestoweniger wird der Flammofen denjenigen Giessereien empfohlen, welche gewisse Gussarten, wie hydraulische Cylinder, schwere Walzen u.s.w., herstellen wollen, und solchen, bei denen es sich darum handelt, grosse Eisenmassen für einzelne Stücke zur Verfügung zu haben.

Es wird aber auch behauptet, dass der schmiedbare Eisenguss, welcher mit Hilfe des Flammofens erzeugt wird, einen kürzeren Temperprocess erfordert, als das entsprechende Material, welches von dem Cupolofen geliefert wird.

Um die Flammenwirkung auf die Schmelze zu erhöhen, soll das Gewölbe heruntergezogen werden. Die Form des Gewölbes (Fig. 22 bis 26) hängt dabei von dem Umstände ab, welcher Theil des Herdes von der Flamme am stärksten berührt wird, und welche Geschwindigkeit die Heizgase haben. Die Ansichten über die geeignetste Gewölbeform gehen deshalb noch aus einander. Während einerseits empfohlen wird, unmittelbar hinter der Feuerbrücke das Eisen einzusetzen, wird von anderer Seite der Raum vor dem Fuchs als heissester für den Einsatz vorgezogen.

Die Ummantelung des Ofens besteht aus eisernen Platten, welche an den Ecken durch Winkeleisen verbunden |157| sind. Alle Eisentheile sind gegen einander verschraubt, um bei Reparaturen des Ofens einzelne Theile des Mantels beliebig entfernen zu können. Die Ankerbolzen, welche durch den Ofen hindurchgehen, legen den Mantel fest.

Textabbildung Bd. 302, S. 157

Der Herd ist zunächst von gewöhnlichen Mauersteinen voll aufgemauert und durch eine Lage feuerfester Steine abgedeckt. Auf dem Theile des Herdes, welcher zur Aufnahme der Schmelze dienen soll, wird eine Schicht feuerfesten Sandes eingebrannt. Die Feuerbrücke D soll mindestens 0,7 m über dem Roste liegen.

Zum Einsetzen des Eisens sind zwei Oeffnungen vorgesehen, eine seitliche bei A von 1,50 × 1,20 m und eine in der Decke bei a1 von der Breite des Ofens, und einer Länge von 1,80 m. Die seitliche Aufgabeöffnung wird mittels einer eisernen Schiebethür, welche ein Chamottefutter hat, verschlossen; die obere Oeffnung ist durch ein Gewölbestück abgedeckt, welches in Eisen gefasst ist. Letztere Oeffnung dient zum Einsetzen besonders schwerer Stücke, bei denen man einen Krahn zu Hilfe nehmen muss.

An der Arbeitsseite des Ofens ist des Weiteren eine Oeffnung B vorgesehen, welche zum Rühren, Abschlacken und zu den Probeentnahmen dienen soll, und ferner eine zweite Oeffnung I, um auch den hinteren Theil des Herdes bestreichen zu können. Auf der entgegengesetzten Herdseite ist das Abstichloch E angeordnet. Die Wandung wird am Abstich stärker gehalten, als dies beim Cupolofen der Fall ist, weil beim Flammofen grössere Eisenmassen hinter demselben stehen. Des Weiteren wird der Abstich mit feuerfestem Sand ausgestampft, welchem Koksstaub beizumischen ist.

Bei Bedienung des Feuers ist eine gleichmässige Vertheilung des Brennstoffes auf dem Roste um so wichtiger, als ein Ueberschuss an kalter Luft nicht nur die Ofentemperatur herabdrückt, sondern auch die Reductionswirkung auf das Eisen vermehrt. Aus den gleichen Gründen soll auch der Ofeneinsatz möglichst auf einmal erfolgen, um die Menge der eintretenden kalten Luft gering zu halten.

Eine sorgfältige Ausbesserung des Flammofens ist nach jeder Schmelzung nothwendig.

Das D. R. P. Nr. 70901 vom 12. October 1892 für John Nicholas Lauth in St. Louis (Missouri, Nordamerika) betrifft einen Flammofen mit behufs möglichster Ausnutzung der Flamme ununterbrochen ansteigendem Gewölbe (Fig. 27). Das Gewölbe wird am Fuchs durch eine senkrechte Wand a begrenzt. Die Folge soll ein Zurückschlagen der Flamme, wie die Pfeile andeuten, sein.

Textabbildung Bd. 302, S. 157

An die in Fig. 23 und 27 dargestellten Oefen sei noch eine Bemerkung über das Abschmelzen des Eisens geknüpft. Bei dem ersteren Flammofen werden die auf der Ofensohle liegenden Beschickungsbrocken in der Nähe des Sammelherdes zunächst erwärmt und fliessen allmählich diesem Herde zu. Dabei fliessen sie gegen die Richtung der Heizgase, kommen also längere Zeit mit dem Luftstrom in Berührung und verlieren einen grossen Theil ihres Kohlenstoffgehalts. – Ordnet man dagegen den Sammelherd an der entgegengesetzten Seite, d.h. vor dem Fuchse an, so läuft das Schmelzgut gewöhnlich in kurzer Frist dem Sammelherde zu, indem die schon erwärmten Stücke in Fluss kommen und die ganze übrige Beschickung zum Fluss bringen. Der Zug der heissen Gase kann ohne Schwierigkeit und zwar durch Aufsetzen und Wegnehmen von feuerfesten Steinen nach Bedarf geleitet werden. Man hat es demnach in der Hand, das Eisen mehr oder weniger zu frischen und nötigenfalls je nach der Verwendung der Schmelzung die geschmolzene Masse umzurühren.

Ein nach dieser Weise umgebauter Schmelzofen lieferte gutes Schmelzgut und ersparte erheblich an Brennmaterial und Schmelzzeit. Das Ofengewölbe war so gelegt, dass die Heizgase auf den Herd gelenkt wurden. Nothwendig ist es, etwa zum Rollen geneigte Stücke, wie Walzen, beim Einsetzen mittels feuerfester Steine festzulegen.

(Schluss folgt.)

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Ueber Piat's Schmelzofen vgl. 1878 229 * 107. 1890 276 * 502. * 503. 1893 290 * 255.

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